氟代烃

氟代烃
教学目标：了解氟代烃的性质，氟里昂的性质及应用
教学重点：氟代烃的应用
教学安排：H
—>H10；10min
1，H9
一、有机氟化物的制备
1．氟化氢加成
无水氟化氢可与烯烃或炔烃加成得到氟化物，但不与芳环加成。

加成反应遵守Markovnikov 规律。

烯烃加成有两种方式，低温有利加成，高温有利聚合。

若双键碳上连有卤素，加成困难，需在三氟化硼催化下，才起加成反应，同时有取代反应发生。

炔烃与HF 加成在常压、低温时即可进行，但乙炔非常特殊，常压时，300℃以下不与HF 作用。

在高压下乙炔与HF 加成主要得到两分子加成产物，而在催化剂HgCl2 和BaCl2 下，主要发生一分子加成。

2．以氟化钾中的氟取代卤素
卤代烃与KF 反应，在乙二醇或二缩乙二醇为溶剂时产率较高。

KF 也可置换2,4-二硝基氯苯分子中的氯：
3．以氟化锑的氟置换卤素
这是一个非常实用的实验室制氟化物的方法。

五氟化锑的反应活性大于三氟化锑，但三氟化锑的活性可由添加氯、溴或五氯化锑，使三价锑转变为五价锑而得到提高。

这些反应有一个共同特点，同一碳原子上的卤原子最多只被氟取代两个。

4．电解氟化
电解氟化是把有机物溶解或分散于无水氟化氢中，在装有回流冷凝器的铁制或镍制电解槽中进行电解。

电解氟化适用于制备多氟和全氟有机化合物。

氟代烃
二、多氟氯烷烃——氟利昂
分子中同时含有氟和氯的多卤代烷，统称氟氯烷，其商品名为氟利昂（Freon）。

1．氟利昂的命名规则
氟里昂有特殊的书定方法和命名规则。

例如ClF2C-CF2Cl 称为F-114。

命名规则如下：
1）F表示氟里昂；
2）个位数代表氟原子数；
3）十位数代表氢原子数加一；
4）百位数代表碳原子数减一，数字零可忽略；
5）氯原子数不必写出，根据通式推算；
6）溴原子用字母B 表示，其数目用阿位伯数字写在B 之后，一并写在一组数字最后；
7）如系环状化合物，则用字母C 写在F 之后表示；
8）如系异构体用字母a 表示，放在一组数字最后。

例如：
FCCl3氟利昂-11F1
1
ClF2CCF2
Cl
F114CCl2FCClF2F113CCl3-CF3
F113 a CCl2F2
F1
2
CBr2F2
F12B
2
FC31
8
2．物理性质
在常温下，氟利昂是无色气体或易挥发液体，略有香味，无毒，无腐蚀性，不燃烧，具有较高的化学稳定性。

因此有广泛的应用。

常见的氟里昂的物理性质见表。

几种常见弗利昂的物理性质
商品名化学式熔点/°C沸点/°C商品名化学式熔点/°C沸点/°C
F11 F12 F13 F14 F21
CCl3F
CCl2F2
CClF3
CF4
CHCl2F
-111.1
-158
-182
-184
-135
23.77
-29.8
-81.5
-128
8.92
F22
F23
F113
F114
F115
CHClF2
CHF3
C2Cl3F3
C2Cl2F4
C2ClF3
-160
-163
-33
-94
-106
-40.8
-82.2
47.57
3.55
-38
3．氟里昂的应用
1）致冷剂占总用量30%。

其中F11 和F12 应用于小型家用空调和冰箱，一台家用冰箱约需1kg 的F12 致冷剂。

2）气雾剂占总用量25%。

在发胶、摩丝、药物、杀虫剂的喷雾罐中加入F12 以产生气溶胶，使喷出的物质分散为雾状形式。

3）发泡剂占总用量25%。

制造各种泡沫塑料时需加F11 或F12，起到发泡作用。

4）清洗剂占总用量20%。

干洗衣物、清洗电子元件、手饰时用F113 作溶剂，利用其高溶解力和无腐蚀性。

5）灭火剂利用氟里昂的不燃性和不爆炸性，可用作灭火剂。

例如手提灭火器中可用F12B1，重要建筑物的固定灭火系统可用F13B1。

这些灭火剂对扑灭各类火灾十分有效，特别是一些怕水场合。

现在日用的一些杀虫剂、灭菌剂、清香剂、美发定型剂等等，都是以气溶胶为溶媒，使其存于加压的容器中，当以喷雾剂的形式被使用时，大量的氟氯烃便从氯溶胶中迅速挥发到空气中，这势必造成空气的污染以及危害高空臭氧层。

严禁和限制使用氟氯烃来生产气溶胶也是不可忽视的严重的全球性问题了。

近年来随着工业的发展，氟里昂的生产和耗用量逐年增大。

但随着科技的进步，人们已经认识到，人工合成的氟氯烷在进入到高空中，在光的作用下发生分解，生成原子氯和原子氧，它们将使高空的臭氧层遭到破坏，这就破坏了臭氧层对太阳辐射紫外线的有效屏障作用。

结果将导致全球性气候恶化，紫外线过多地透过大气层辐射到地面，对人类的生存及动植物的生长将带来不可挽救的灾难。

使人类免疫系统失调，造成患白内障，皮肤癌的人增多，农作物减产，影响海洋生物生存等。

这方面已引起世界各国的政府和环境科学工作者的极大关注；有关一些国家现在已开始了许多行之有效的减少并控制氟里昂的生产和使用，开发其代替用品，以期最大程度地保护高空臭氧层。

氟代烃
三、四氟乙烯
四氟乙烯为无色气体，沸点-76.3℃，不溶于水，溶于有机溶剂。

四氟乙烯的制备是采用氯仿与干燥的氟化氢，在催化剂五氯化锑的作用下，可得到二氟一氯甲烷（F-22），将二氟一氯甲烷在600～800℃热解，即得四氟乙烯。

这是工业上生产四氟乙烯的方法。

四氟乙烯是生产聚四氟乙烯的单体。

在引发剂过硫酸铵等作用下，在加压的条件下，四氟乙烯聚合成聚四氟乙烯：
聚四氟乙烯是白色或淡灰色的固体，其平均相对分子质量为400～1000 万。

聚四氟乙烯的最大特点是耐腐蚀性，不被任何化学药品腐蚀（除熔融的碱金属钠、钾外），也不与强酸、强碱作用，甚至在“王水”中煮沸也无变化。

聚四氟乙烯不溶于任何溶剂，也不燃烧，具有很好的耐磨性，良好的电绝缘性；耐高温可达250℃，耐低温达-200℃。

号称“塑料王”。

因此聚四氟乙烯用作垫圈、管件、阀门、衬里以及耐热的电绝缘材料等，用于国防工业、电器工业、航空工业、尖端科学技术等部门。

其缺点是成本高，成型加工困难。

与烯烃相同，四氟乙烯与其它烯烃衍生物也能发生共聚反应。

目前工业上已用来生产氟树脂和氟橡胶。

例如，
四氟乙烯与乙烯的共聚
是一种氟树脂，具有良好的耐热性、耐辐射性、耐候性、耐
物
化学反应性，可于150℃连续使用，用作工程塑料。

其它含氟烯烃也可进行聚合反应。

例如，偏二氟乙烯与三氟氯乙烯的共聚物{插入分子式}是一种氟树脂，具有良好的耐热性、耐辐射性、耐候性、耐化学反应性，可于150℃连续使用，用作工程塑料。

四. 关键词：氟代烃、氟利昂、四氟乙烯
五. 练习题：
写出下列化合物的分子式。

F-11F-114F-12。